◈ PHASE LAB 差齿编码实验室
理想传动仿真
INTERACTIVE ENCODER WORKBENCH

看见角度,找回圈数。

转动轴,再模拟掉电:虽然忘了转过几圈,两个小齿轮的角度还能帮我们找回位置。

● 电机轴● 输出轴

01 传动实验

拖动任一轴盘
01 / 减速机 02 / 差齿采样 电机轴 输出轴 差齿传感器 A / B 小齿轮角度
t = 0.0 s

02 角度波形

2 kHz 仿真采样
━ 电机轴━ 输出轴
滚轮缩放 · Shift 调整角度 · 峰值保留

03 掉电与位置恢复

位置已标定

角度留得住,圈数如何找回?

先拖动轴,或载入示例;再模拟掉电,看看两个小齿轮怎样排除错误位置。

为什么掉电后会有多个可能位置?单圈角度只告诉我们“这一圈转到了哪里”。比如读到 180°,轴可能转了半圈,也可能转了 1 圈半、2 圈半……它不告诉我们已经转了几整圈。

两个小齿轮怎么帮忙?齿数不同,转过整圈后留下的角度也可能不同。我们把每个可能位置对应的小齿轮角度算出来,再和传感器实际读数核对。页面里的“相位”,就是小齿轮在一圈内的角度;“候选”,就是一个可能的位置。

小齿轮当前角度输出单圈读数+差齿相位

恢复过程

等待实验
  1. 1

    读出三个角度

    先读轴在这一圈内的角度,再读 A、B 两个小齿轮的角度。

  2. 2

    列出可能位置

    结合轴能转动的范围,列出它可能转过的整圈数。

  3. 3

    逐个核对角度

    算出每个可能位置对应的 A、B 角度,再和实际读数比较。

  4. 4

    找回真实位置

    两个小齿轮的角度都对得上,才保留这个位置。

看波形,找回轴的位置

可能位置对应的 A 角度可能位置对应的 B 角度虚线:实际读到的角度

滚轮缩放 · 放大后左右拖动查看

展开计算公式
  1. ① 读取安装轴单圈角度

  2. ② 同时比较 A/B,识别整圈数

  3. ③ 还原安装轴累计位置

  4. ④ 换算输出轴位置

先转动轴,再点击上方“模拟掉电”和“找回位置”,波形会展示这次恢复。

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从一次掉电开始

输出轴安装:单圈角度保留,圈数未知。电机轴安装:输出位置出现多个候选。

想了解原理?查看公式和适用范围

候选安装轴圈数为 q = 单圈角度 / 360° + k。两路预测相位分别为 A = mod(−q × Z₀ / Zₐ, 1) × 360° 和 B = mod(−q × Z₀ / Zᵦ, 1) × 360°。只有两路都匹配,候选才保留。

电机轴安装时,输出位置为 q / 减速比。单圈读数与差齿融合后的重复周期为 lcm(Zₐ, Zᵦ) / gcd(lcm(Zₐ, Zᵦ), Z₀) 个安装轴整圈。模型假设零位已标定、理想刚性传动;超出唯一范围可能有多个匹配。

04 从恢复范围设计齿数

目标为区间宽度,右端点不包含;结果为运动学方案,实际设计需另行校核尺寸、回差和编码器精度。
WELCOME TO PHASE LAB

用一次掉电,
理解差齿恢复。

跟随 5 步引导,亲手观察“单圈角度”如何变成可恢复的多圈位置。

转动轴→模拟掉电→差齿定位
随时可从右上角重新打开引导。